Способ нанесения двухслойных порошковых покрытий

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам нанесения двухслойных порошковых покрытий на внутренние поверхности цилиндрических изделий. Цель изобретения - упрощение процесса и повышение точности нанесения покрытий. Методом горячего прессования из порошков формуют двухслойную разъемную оболочку, внутренний слой которой выполняют из материала с коэффициентом линейного расширения, превышающим коэффициент линейного расширения наружного слоя. Место разъема оболочки насыщают на глубину 0,2 - 0,4 мм бором и кремнием в количестве 3 - 5%. Оболочку помещают на внутреннюю поверхность цилиндрической детали и нагревают. В образовавшийся разъем вставляют клин из материала наружного слоя оболочки и приводят сборку в центробежное вращение. Способ позволяет повысить физико-механические характеристики покрытия. 1 табл., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 В 22 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABT0PCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4351205/23-02 (22) 05. 10. 87 (46) 15.12.89. Вюл. № 46 (72) В.А.Карпушин, А.С.Олейников, В.С.Ивашко и В.Ф.Горошко (53) 621. 79 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 645757, кл. В 22 Е 7/04, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 677814, кл. В 22 F 7/02, 1979. (54) СПОСОЬ НАНЕСЕНИЯ ДВУХСЛОЙНЫХ

ПОРОШКОВЫХ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам нанесения двухслойных порошковых покрытий на внутренние поверхности цилиндрических изделий. Цель изобретения - упрощение .процесса и

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам нанесения многослойных покрытий на внутренние поверхности цилиндрических деталей.

Цель изобретения — упрощение процесса и повьппение точности нанесения покрытий.

На фиг.1 показана деталь с покрытием, до начала технологического процесса; на фиг.2 — то же, после его окончания.

В деталь 1 помещают двухслойную биметаллическую цилиндрическую оболочку из металлического порошка, скрепленного пластификатором.Внутренний слой 2 оболочки выполиен из материала с коэффипиентом лииейиого.Б0, 1 2 623 А1 повышение точности нанесения покрытий. Методом горячего прессования из порошков формуют двухслойную разьемную оболочку, внутренний слой ко-! торой выполняют из материала с коэффициентом линейного расширения,превышаюпп м коэффициент линейного расширения наружного слоя. Место разъема оболочки насыщают на глубину

0,2-0,4 мм бором и кремнием в количестве 3-5Х. Оболочку помещают на внутреннюю поверхность цилиндрической детали и нагревают. В образовавшийся разъем вставляют клин из материала наружного слоя оболочки и приводят сборку в центробежное вращение. с ф

Способ позволяет повысить физикомеханические характеристики покрытия. 1 табл., 2 ил.

С: расширения,превьппанщим соответствующий коэффициент линейного расширения материала наружной оболочки 3.

Оболочку 2-3 формуют методом горячего прессования, геометрическая точность цилиндрического отверстия исходной оболочки — 3 кл. Толщина исходной оболочки — t . Место разъема М оболочки насыщают повышенным содержанием активатора (бора В и кремния Si от 3 до 5Х) на глубину

0,2-0,4 мм. Нагрев осуществляют при помощи индуктора ТВЧ-4.

При нагреве детали 1 совместно с помещенной вовнутрь оболочкой 2-3 последние от воздействия теплового поля индуктора по принципу биметаллического элемента начинают распп рять1528623 ся и увеличиваться в диаметре, плотно прилегая к внутренней цилиндриI ческой поверхности. В образовавшийся зазор (место разъема M) вставляют клин 5, представлякпций собой прямоугольную пластину, по толщине равную величине зазора, выполненную из тверосплавного материала, скрепленного астификатором. 10

Включают вращение детали со скостью 1500-2000 об/мин и спустя 30 с выключают источник нагрева, оставляя вращение до полного остывания детаи 1 с нанесенным на внутреннюю поехность металлическим многослойным окрытием. Клин 5 (фиг.2) предотвращает возвращение биметаллической оболочки 2-3 в первоначальное положение совместно с воздействием центробежных 20 сил, которые удерживают болочку в расрасширенном состоянии до момента ее охлаждения.

После охлаждения детали, ее снимают с устройства, предназначенного 25 для нанесения покрытий, и частично обрабатывают внутренний слой оболочки. 11ри этом толщина покрытия становится равной t< (фиг.2). Содержание активатора (В и Si) от 3 до 5% выбра- 30 но на основании экспериментальных исследований. Снижение концентрации активатора ниже 3% вызывает снижение прочности сцепления материала клина с материалом оболочки. Увеличение концентрации активатора выше 5% не вызывает существени -- увеличений физико-механических свойств покрытия и практически влияния на прочность сцепления не оказывает.

Глубина насьпцения плоскости разьема выбрана на основании экспериментальных исследований. Снижение глубины насьпцения меньше 0,2 мм вы45 зывает снижение прочности сцепления покрытия в месте разъема, а увеличение глубины насьпцения места разъема больше 0,4 мм практически не влияет на изменение прочности сцепления

50 (в сторону увеличения) . Насьпцение ме. ста разъема биметаллической разрезной цилиндрической оболочки повышенным содержанием активатора необходимо для прочного соединения плоскостей разъема с материалом клина, ко55 торый, в свою очередь, предотвращает обратное перемещение биметаллической оболочки.

Выполнение внутренней оболочки из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала наружной оболочки, обеспечивает воэможность при воздействии на нее высокой температуры изменять диаметр, создавать внутренние усилия, обеспечивающие припекание наружной оболочки к внутренней поверхности и, в результате, получить высококачественное металлическое покрытие.

Пример. Методом горячего прессования иэ порошков формуют двухслойную разъемную оболочку. Материал наружного слоя оболочки — сплав

СНГН; толщина его 1,5 мм; диаметр внутреннего слоя оболочки — медь; толщина внутреннего слоя 1,5 мм; внутренний диаметр 13 = 50 мм (восстанавливаемой двтали). Длина образующей восстанавливаемой поверхности

L = 80 мм. Место разъема оболочки насьпцают активатором — бором и кремнем в количестве ЗХ. Весовое соотношение элементов В и Si выбирается равным — 1,5-2,5Х В и 1,5-2,5Х

Si, Глубина насьпцения активирукпцими веществами составялет 0,2 мй, время насыщения 2, 5 мин, Сформированную двухслойную оболочку помещают на внутреннюю поверхность цилиндрической стальной детали, Сборку нагревают индуктором

ТВЧ до 1050 С. В образовавшийся зазор в месте разъема вставляют клин из материала СНГН, скрепленного пластификатором.Включают вращение детали со скоростью 1500 об/мин. Через

30 с выключают источник нагрева и продолжают вращать деталь до полного ее остывания. Результаты испытаний приведены в таблице.

Выполнение покрытия в предварительно сформированную разрезную двухслойную биметаллическую цилиндрическую оболочку из металлического порошка, скрепленного пластификатором, обеспечивает возможность предварительного получения покрытия с высокими физико-механическими характеристиками — пРочностью сцепления слоев между собой до 14 мг/мм и весьма малой пористости — до 5%. Это возможно при формировании оболочки при воздействии на нее высших давлений и температуры сцекания порошкового слоя, осуществляемых на специ8Ь23

СНГН вЂ” медь

ПГХН-80 CP — бронза

СНГН вЂ” бронза

ПГХН80 СР— медь

Предлагаемый способ

ИзвестИзвестный способ

Предлаraeteu8 способ

Известный спосб

Предлагаемьй способ

Предлагаемый способ

Извест ный способ способ,Прочность сцеплении с основой,,кгlмм

Пористость покрытия, l

Точность нанесенного поLphlTIW Длп внутре ние го диаметра 50 мм

Свыше 400 ьвь

10...12 8...9

11...13 .8...10 12...14 9...11

11...12 9...10

6... H 10. 14

7...9 12...15 8...10 9...10 6...9 11...13

8Н... 9Н 11 Н ... 12Н 8Н ... 9Н 1 1H ... 1 2Í 8Н... 9Н 1 1Н ... 12Н 8Н... 9Н 1 1Н... 12Н

7Н...HH 12Н и ииае 7Н...SH 12Н и нике 7Н...ВН 12Н и ниве 7Н...ЗН 128 и инке с

Ф

В

5 152 альном оборудовании. Установка биметаллического кольца в отверстие упрочняемой детали, ее нагрев и вращение обеспечивают упрощение технологического процесса, так как отсутстт1ует необходимость дозирования порошкового материала, герметизация специальными крышками и точного соблюдения времени ведения процесса.

Предварительно сформированное само по себе точное кольцо обеспечивает возможность получения высокой точности внутренней цилиндрической по1 верхности (до 3 кл., 8 H). формула изобретения

Способ нанесения двухслойных порошковых покрытий, включающий помещение на внутреннюю поверхность цилиндрической детали материала покрытия, нагрев и центробженое вращение, о т л и ч а ю шийся тем что с це лью упрощения процесса и повышения точности нанесения покрытий, материал покрытия предварительно формуют в виде цилиндрической разъемной оболочки, внутренний слой которой выполнен из порошка с коэффициентом линейного расширениязпревышающим коэффициент линейного расширения порошка наружного слоя оболочки, место разъема оболочки насьнцают на глубину 0,2-0,4 мм бором и кремнием в количестве 3-5Х, а после нагрева в место разъема оболочки устанавлива ют клин из материала нару7кного слоя

20 оболочки.

1528623 юг 2

Составитель И.Пойменова

Редактор И.Касарда Техред Л.Сердюкова Корректор 3.31ончакова

Заказ 759Ь/14 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент"; г. Ужгород, ул. Гагарина, 101